JP2015137451A - 可動式桟橋 - Google Patents

Abstract

【課題】予期できない突発的な波動に対しても橋桁部の動揺を抑制できる安定性に優れた可動式桟橋を提供する。
【解決手段】６自由度モーションベース２により支持された天板６ａと、天板６ａから横方向に延長された橋桁部７とを備えた可動式桟橋１の橋桁部７を複数の分割体７Ａ、７Ｂ、７Ｃを長手方向に接続して構成し、水平回転機構８を介して接続した分割体７Ｂ、７Ｃを水平回転機構８を中心にして水平方向に回動可能にするとともに、上下回転機構９を介して接続した分割体７Ａ、７Ｂを上下回転機構９を中心にして上下方向に回動可能にした。
【選択図】図１

Description

本発明は、可動式桟橋に関し、さらに詳しくは、予期できない突発的な波動に対しても橋桁部の動揺を抑制できる安定性に優れた可動式桟橋に関するものである。

船舶に乗船している人が陸地や水上に突設された構造物等の対象物に移動する場合には、例えば、船舶から延びる可動式桟橋を船舶と対象物との間に架け渡し、この可動式桟橋を渡って移動する。船舶は波動によって絶えず揺動するので、これに伴い可動式桟橋も動揺することになる。それ故、波が荒い場合には可動式桟橋は不安定になる。

そこで、例えば、６本のアクチュエータを有するパラレルリンク機構(６自由度モーションベース)を船舶に設置して、この６自由度モーションベースに支持された天板から可動式桟橋を延設することで揺動を抑えることが可能になる。６自由度モーションベースは、独立して伸縮する６本或いは３本のアクチュエータを有していて、これらアクチュエータの伸縮を制御することにより、天板を常に水平な静止状態に維持することができる（例えば、特許文献１参照）。

したがって、船舶の揺動（可動式桟橋の揺動）をセンサにより検知し、この検知したデータに基づいて、６自由度モーションベースを構成するアクチュエータを制御することにより、船舶から延設した可動式桟橋の揺動を抑制することができる。ここで、船舶の揺動を検知してからアクチュエータを作動させるまでには若干の時間を要するので、いわゆる追従遅れが生じる。そこで、検知した船舶の揺動データを用いて自己回帰モデルを作成し、このモデルを用いて船舶の揺動を予測した結果をフィードフォワードすることもできる。６自由度モーションベースを構成するアクチュエータに対して、このようなフィードフォワード制御等を行なうことにより、追従遅れが改善されるので、船舶から延設した可動式桟橋の揺動を抑制するには有利になる。しかしながら、実際の海上では、フィードフォワード等により予期できる波動だけでなく予期不能な突発的な波動も発生する。ある程度予期できる波動であれば、６自由度モーションベースを用いることにより、相当の揺動防止効果を得られるが、予期不能な突発的な波動に起因する可動式桟橋の揺動は抑制できないという問題がある。

特開平５−２５７９２２号公報

本発明の目的は、予期できない突発的な波動に対しても橋桁部の動揺を抑制できる安定性に優れた可動式桟橋を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の可動式桟橋は、６自由度モーションベースにより支持された天板と、この天板の上面から横方向に延長された橋桁部とを備えた可動式桟橋において、前記橋桁部が複数の分割体を長手方向に接続して構成され、長手方向に隣接する分割体どうしを接続する少なくとも１つの水平回転機構と、長手方向に隣接する分割体どうしを接続する少なくとも１つの上下回転機構とを備え、前記水平回転機構を中心にしてこの水平回転機構を介して接続される分割体を水平方向に回動可能にし、前記上下回転機構を中心にしてこの上下回転機構を介して接続される分割体を上下方向に回動可能にした構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、可動式桟橋を構成する橋桁部を６自由度モーションベースにより支持された天板の上面から横方向に延長したので、６自由度モーションベースによる天板の姿勢制御により、予期できる波動に対して橋桁部の揺動を抑制できる。加えて、橋桁部を複数の分割体を長手方向に接続して構成し、水平回転機構を中心にしてこの水平回転機構を介して接続される分割体を水平方向に回動可能にし、上下回転機構を中心にしてこの上下回転機構を介して接続される分割体を上下方向に回動可能にしたので、予期できない突発的な波動に対しては、水平回転機構および上下回転機構を中心にした分割体の回動によって、橋桁部の動揺を抑制することが可能になる。それ故、従来の可動式桟橋に比して優れた安定性を確保できる。

ここで、少なくとも１つの分割体を、長手方向に隣接して接続される相手側の分割体に対して長手方向に移動させることにより、前記橋桁部が伸縮する構成にすることもできる。前記水平回転機構による分割体の水平回動範囲角度を１５０°以上にして、前記水平回転機構を中心にして回動可能に互いに接続される一方の分割体を、他方の分割体の近傍位置まで水平方向に回動させて折り畳める構成にすることもできる。これらの構成によれば、橋桁部を使用しない時はコンパクトに収容することができる。

前記上下回転機構による分割体の上下回動範囲角度を９０°以下に規制する規制部材を備えた構成にすることもできる。この構成によれば、上下回転機構を中心として上下に回動する分割体が大きく垂れ下がることを防止できる。それ故、垂れ下がった分割体を水平な位置まで戻すための労力を小さくできる。

前記橋桁部の先端に、この橋桁部を接続対象物に接続するためのマグネットを備えた構成にすることもできる。この構成によれば、橋桁部の先端を接続対象物に簡単に固定、或いは、仮固定することができ、接続対象物からの取り外しも容易に行える。

本発明の可動式桟橋を例示する正面図である。 図１の可動式桟橋の平面図である。 図１の６自由度モーションベースを例示する説明図ある。 水平回転機構による分割体の水平方向回動範囲を平面視で例示する説明図である。 上下回転機構による分割体の上下方向回動範囲を側面視で例示する説明図である。 橋桁部を伸ばしている状態を側面視で例示する説明図である。 橋桁部を伸ばしている状態を平面視で例示する説明図である。 橋桁部を収納した状態を平面視で例示する説明図である。 別の実施形態で橋桁部を収納した状態を平面視で例示する説明図である。

以下、本発明の可動式桟橋を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図３に例示する本発明の可動式桟橋１の実施形態は、船舶１２の上に配置されている。この可動式桟橋１は、天板６ａと基板６ｂとの間に設置された６自由度モーションベース２と、天板６ａの上面から横方向に延長された橋桁部７とを備えている。天板６ａに支持板を載置して、この支持板から橋桁部７を延設する構成にすることもできる。

６自由度モーションベース２は、６本のアクチュエータ３ａ〜３ｆとそれぞれのアクチュエータ３ａ〜３ｆを伸縮させる駆動部４ａ〜４ｆと、これらアクチュエータ３ａ〜３ｆ（駆動部４ａ〜４ｆ）の動作を制御する制御部５とを有している。アクチュエータ３ａ〜３ｆには、高い出力が得られる油圧シリンダを用いるとよい。それぞれのアクチュエータ３ａ〜３ｆは上端部が回転リンクを介して天板６ａに回転可能に接続され、下端部が回転リンクを介して基板６ｂに回転可能に接続されていて、それぞれが独立に制御されて伸縮できる構成になっている。

また、船舶１２の揺動を逐次検知するジャイロセンサ等のセンサ５ａも備わっている。センサ５ａにより検知された揺動データは制御部５に逐次入力される。それぞれのアクチュエータ３ａ〜３ｆの伸縮（伸縮量）は、入力された揺動データに基づいて制御部５により逐次制御されることになる。

船舶１２が波動により揺動しても、それぞれのアクチュエータ３ａ〜３ｆの伸縮を制御することにより、６自由度モーションベース２によって支持された天板６ａは、水平を維持することが可能である。即ち、船１２に生じるサージ（前後揺）、スウェイ（左右揺）、ヒーブ（上下揺）、ロール（横揺）、ピッチ（縦揺）、ヨー（船首揺）の各揺動を打ち消すように、それぞれのアクチュエータ３ａ〜３ｆを伸縮させることによって天板６ａを水平に維持することができる。

人が通行する通路となる橋桁部７は、複数の分割体７Ａ、７Ｂ、７Ｃが長手方向に接続して構成されている。この実施形態では分割体が３個であるがその数は例えば、２個、４個など適宜の数にすることができる。分割体７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、テレスコピック構造になっていて橋桁部７が伸縮する構成になっている。それぞれの分割体７Ａ、７Ｂ、７Ｃの両側側面には手摺りが設けられている。

最先端となる分割体７Ａの先端には、水上に突設された接続対象物１３などに橋桁部７を接続するための接続固定具として機能するマグネット１１が備わっている。マグネット１１としては強力な固定力を得られる電磁式マグネットが好ましい。マグネット１１に代えて、或いは、マグネット１１に加えて別の接続固定具を設けることもできる。

この実施形態では、長手方向に隣接する分割体７Ｂ、７Ｃどうしが水平回転機構８を介して接続され、長手方向に隣接する分割体７Ａ、７Ｂどうしが上下回転機構９を介して接続されている。水平回転機構８および上下回転機構９は、それぞれ１個に限らず複数設けることもできる。また、上下回転機構９が水平回転機構８よりも橋桁部７の先端側に配置されているが、水平回転機構８を上下回転機構９よりも先端側に配置した構成にすることもできる。

分割体７Ｂ、７Ｃは図４に例示するように、水平回転機構８を中心にして水平方向に回動可能に接続されている。即ち、分割体７Ｂ、７Ｃに対して上下に直交する回転軸を中心にして分割体７Ｂがいずれの周方向にも回動できるようになっている。水平回転機構８としては、例えば、回転台やこれに類似した機構を用いることができる。水平回転機構８を中心にした分割体７Ｂの水平方向の回動範囲角度Ａは、３０°以上にすることが好ましく、例えばこの角度Ａを３０°以上１８０°以下にする。水平左方向、水平右方向それぞれには少なくとも１５°以上回動可能にする。

分割体７Ａ、７Ｂは図５に例示するように、上下回転機構９を中心にして上下方向に回動可能に接続されている。即ち、分割体７Ａ、７Ｂに対して水平に直交する回転軸を中心にして分割体７Ａがいずれの周方向にも回動できるようになっている。上下回転機構９としては、例えば、いわゆるヒンジ機構やこれに類似した機構を用いることができる。

上下回転機構９を中心にした分割体７Ａの上下方向の回動範囲角度Ｂは、例えば３０°以上９０°以下にする。上方向、下方向それぞれには少なくとも２０°以上回動可能にする。上下方向の回動範囲が過大であると、分割体７Ａが大きく垂れ下がることになるので、分割体７Ａを水平な位置まで戻すために多大な労力（工数）が必要になる。そのため、上下回転機構９による分割体７Ａ、７Ｂの上下方向の回動範囲を９０°以下に規制する規制部材１０を設けるとよい。この実施形態では、分割体７Ｂの先端部に規制部材１０を長手方向に突設して、この規制部材１０に分割体７Ａの下面が当接してそれ以上回動できない構成になっている。

次に、この可動式桟橋１の使用方法を、船舶１２から水上に突設された風力発電機の基柱を接続対象物１３として、この接続対象物１３に乗船している人を移動させる場合を例にして説明する。

まず、接続対象物１３と所定の間隔をあけて船舶１２を停止させる。次いで、図６、図７に例示するように収縮状態の橋桁部７を、分割体７Ａ、７Ｂを長手方向に沿って接続対象物１３に向かって前進させることにより伸長させる。この実施形態では、水平回転機構８が分割体７Ｂの下面に固定されていて、分割体７Ｂとともに水平回転機構８が前進する構成になっている。即ち、水平回転機構８が分割体７Ｂとともに橋桁部７の長手方向に移動可能に構成されている。

橋桁部７の先端部が接続対象物１３に到達したら、図１、２に例示するように、マグネット１１を介して橋桁部７の先端部を接続対象物１３に接続して橋桁部７を接続対象物１７に固定、或いは仮固定する。マグネット１１を用いることにより、橋桁部７と接続対象物１３との着脱が容易、迅速に行える。マグネット１１の固定力では不十分な場合は、マグネット１１に代えて、或いは、マグネット１１に加えて別の接続固定具を用いて橋桁部７を接続対象物１３に接続、固定する。

橋桁部７により船舶１２と接続対象物１３とが接続された後は、乗船していた人はこの橋桁部７と通じて船舶１２と接続対象物１３との間を往来する。船舶１２はその海域の周期的な波動によって揺動し、これに伴って橋桁部７も揺動することになる。ここで、本発明の可動式桟橋１では、センサ５ａにより検知された船舶１２の揺動データに基づいて、波動による天板６ａの揺動を相殺するように、それぞれのアクチュエータ３ａ〜３ｆの伸縮を制御して天板６ａの姿勢制御を行なう。これにより、天板６ａは概ね水平に維持され、これに伴い、橋桁部７の揺動が抑制される。

センサ５ａが船舶１２の揺動を検知してからそれぞれのアクチュエータ３ａ〜３ｆが実際に伸縮作動するまでには若干の時間を要するので、いわゆる追従遅れが生じる。そこで、センサ５ａにより検知した船舶１２の揺動データを用いて自己回帰モデルを作成し、このモデルを用いて船舶１２の揺動を予測した結果をフィードフォワードするとよい。アクチュエータ３ａ〜３ｆに対して、このようなフィードフォワード制御等を行なうことにより、追従遅れが改善されるので橋桁部７の揺動を一段と抑制することができる。即ち、６自由度モーションベース２を用いることにより、ある程度予期可能な波動に対して橋桁部７の揺動を抑制できることになる。

一方、フィードフォワード等によって予期することができない突発的な波動に対しては、水平回転機構８を中心として分割体７Ｂ、７Ｃが水平回動するとともに、上下回転機構９を中心にして分割体７Ａ、７Ｂが上下回動する。これらの分割体７Ａ、７Ｂの回動によって、突発的な波動に起因する橋桁部７の揺動がある程度吸収されるので、複雑な機構を用いることなく、橋桁部７の動揺を抑制することが可能になる。それ故、従来の可動式桟橋に比して優れた安定性を確保できる。

橋桁部７を使用しない時は、図８に例示するように、分割体７Ａ、７Ｂを長手方向に後退させて橋桁部７を収縮した状態にできる。それ故、橋桁部７が専有するスペースを小さくすることができ、スペースに厳しい制約がある船舶１２にとっては非常に有益である。

分割体７Ａ、７Ｂが長手方向に前進、後退させて橋桁部７を伸縮させる構成にする代わりに、或いは、この構成に加えて、図９に例示する実施形態のように、水平回転機構８による分割体７Ｂの水平方向の回動範囲角度Ａを１５０°以上した構成にすることもできる。このように、水平方向の回動範囲角度Ａを１５０°以上１８０°以下に設定して、一方の分割体７Ｂを他方の分割体７Ｃの近傍位置まで回動可能にすれば、橋桁部７をコンパクトに折り畳んで収容することができる。尚、分割体７Ｃに設けられた手摺りが、橋桁部７を折り畳む際に邪魔になる場合は、手摺りを例えば着脱可能な仕様にする。

上記のように橋桁部７を折り畳んだ後、或いは、折り畳む前に分割体７Ａ、７Ｂを分割体７Ｃの長手方向に沿って後退（船舶に近接する方向移動）させると、橋桁部７を一段とコンパクトに収容できる。

尚、本発明に用いる６自由度モーションベース２は、実施形態で例示したものに限定されず、６自由度のすべての動きを与えて、天板６ａを常に水平な静止状態に維持できるものであればよい。

１ 可動式桟橋
２ ６自由度モーションベース
３ａ〜３ｆ アクチュエータ
４ａ〜４ｆ 駆動部
５ 制御部
５ａ センサ
６ａ 天板
６ｂ 基板
７ 橋桁部
７Ａ、７Ｂ、７Ｃ 分割体
８ 水平回転機構
９ 上下回転機構
１０ 規制部材
１１ マグネット（接続固定具）
１２ 船舶
１３ 接続対象物

Claims (5)

1. ６自由度モーションベースにより支持された天板と、この天板の上面から横方向に延長された橋桁部とを備えた可動式桟橋において、
   前記橋桁部が複数の分割体を長手方向に接続して構成され、長手方向に隣接する分割体どうしを接続する少なくとも１つの水平回転機構と、長手方向に隣接する分割体どうしを接続する少なくとも１つの上下回転機構とを備え、前記水平回転機構を中心にしてこの水平回転機構を介して接続される分割体を水平方向に回動可能にし、前記上下回転機構を中心にしてこの上下回転機構を介して接続される分割体を上下方向に回動可能にした構成にしたことを特徴とする可動式桟橋。
2. 少なくとも１つの分割体を、長手方向に隣接して接続される相手側の分割体に対して長手方向に移動させることにより、前記橋桁部が伸縮する構成にした請求項１に記載の可動式桟橋。
3. 前記水平回転機構による分割体の水平回動範囲角度を１５０°以上にして、前記水平回転機構を中心にして回動可能に互いに接続される一方の分割体を、他方の分割体の近傍位置まで水平方向に回動させて折り畳める構成にした請求項１または２に記載の可動式桟橋。
4. 前記上下回転機構による分割体の上下回動範囲角度を９０°以下に規制する規制部材を備えた請求項１〜３のいずれかに記載の可動式桟橋。
5. 前記橋桁部の先端に、この橋桁部を接続対象物に接続するためのマグネットを備えた請求項１〜４のいずれかに記載の可動式桟橋。

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